3. Кумулятивное действие

Действие взрыва можно усилить в определенном направлении, например в сторону разрушаемого объекта. Такое направленное действие взрыва основано на явлении, получившем название кумуляции (от латинского слова cumulatio — увеличивать, суммировать, накоплять). Явление кумуляции впервые наблюдалось 1864 г. русским военным инженером M.M.Боресковым установившим, что заряды, имеющие на поверхности выемку, обеспечивают в направлении последней повы­шенный разрушительный эффект.

В развитие теории кумуляции большой вклад внесли советские ученые.

Если заряд 1 (рис. 2) взрывчатого вещества имеет выемку 2 в виде конуса, то при взрыве заряда 1 газооб­разные продукты, движущиеся от поверхности конуса

Рис. 2. Схема действия, кумулятивного заряда:

/ — заряд взрывчатого вещества; 2 — выемка; 3 — детонатор

по нормали, образуют сходящийся поток, имеющий вид мощной тонкой струи. Сущность явления кумуляции состоит в концентрации, направлении энергии взрыва и создании уплотненного газового потока в области куму­лятивной выемки 2. В результате столкновения и сжа­тия продуктов взрыва кумулятивный поток приобретает высокую плотность, скорость, температуру и давление. Скорость кумулятивного потока в некоторых случаях оказывается больше скорости детонации взрывчатых веществ, достигая 10000 —15000 м/сек и приближаясь к космическим скоростям, в частности к скоростям, с которыми метеориты входят в атмосферу Земли.

В соответствии с общими законами движения газо­вых струй кумулятивный поток быстро теряет свою энергию по мере удаления от места взрыва, сохраняя достаточную устойчивость лишь на весьма небольших расстояниях.

Кумулятивное действие заряда увеличивается в 2— 4 раза, если конусообразная выемка имеет металличе- скую облицовку небольшой толщины.

При взрыве заряда 1 (рис. 3) взрывчатого вещества давлением детонационной волны обжимается металлическая облицовка 2. Из внутренних слоев облицовки образуется кумулятивная струя 3, движущаяся со скоростью, близкой к скорости детонации. Наружные слои металла облицовки деформируются в пест 5, движу­щийся в том же направлении, но с относительно малой скоростью (500—1000 м/сек). Движущаяся с большой скоростью кумулятивная струя пробивает бронирован­ные, преграды значительной толщины. Пест не играет какой-либо роли в пробивном действии.

Рис. 3. Схема образования кумулятивной струи: 1— заряд взрывчатого вещества; 2 —металлическая облицовка; 3 — кумулятивная струя; 4 — детонатор; 5- пест

Имея различные скорости в головной и хвостовой части, струя во время полета растягивается, удлиняет­ся. С удлинением струи увеличивается ее пробивное действие. Увеличение пробивного действия происходит до тех пор, пока кумулятивная струя не начнет дро­биться на части вследствие сильного растяжения. В случае разрыва струи пробивное действие резко сни­жается. Наибольшим оно бывает в случае, когда куму­лятивный заряд находится на оптимальном расстоянии от преграды, называемом фокусным расстоянием.

Кумулятивная струя, ударяясь о броню, создает вы­сокие напряжения, при которых металл сжимается и течет подобно жидкости. В металле мгновенно обра­зуется узкое отверстие, через которое струя проникает в защищаемое броней пространство.

Во время второй мировой войны кумулятивные за­ ряды использовались как эффективное и мощное средст­во борьбы с танками. В 1943г. на Курской дуге при отра­жении атак фашистских танков советская авиация впервые применила противотанковые кумулятивные бомбы.

Затем кумулятивные заряды стали применяться в артиллерийских снарядах, ручных противотанковых гра­натах, противопехотных, противотанковых и морских минах, а несколько позже — в противотанковых и зенит­ных управляемых ракетах.

Мощность действия кумулятивных боеприпасов ха­рактеризуется толщиной пробиваемой брони и пора­жающим действием за броней.

При правильном выборе BB, величины и формы за­ряда, формы и размеров выемки, металла и толщины облицовки кумулятивный снаряд может пробить броню, в несколько раз превышающую его калибр.

Проникая внутрь танка, кумулятивная струя пора­жает экипаж, может зажечь горючее или вызвать взрыв боеприпасов, нанести значительные механические повреждения.

Начальная скорость кумулятивного снаряда не влияет на величину пробивания брони. Применение ку­мулятивного эффекта позволило использовать во время Великой Отечественной войны для борьбы с танками пушки и гаубицы, снаряды которых имели малую на­чальную скорость. Это намного увеличило число актив­ных противотанковых средств. С успехом применялись в борьбе с немецкими танками кумулятивные снаряды к 76-мм пушкам и 122-мм гаубицам М-30.

Первые кумулятивные снаряды были вращающими­ся. Вращение снаряда заметно снижает кумулятивное действие из-за нарушения кумулятивной струи. По за­рубежным данным, современные кумулятивные снаряды Делают невращающимися, обеспечивая их стабилиза­цию на полете оперением. В неоперенных снарядах вращение заряда BB исключается путем специальной йсонструкции, обеспечивающей возможность проворачи­вания корпуса снаряда относительно заряда BB.